Shimadzu journal Vol. 02 - Forensics / Toxicology

Význam tématu

Forenzní toxikologie hraje klíčovou roli při vyšetřování trestné činnosti související s omamnými a jedovatými látkami. Moderní chromatografické metody spojené s hmotnostní spektrometrií umožňují citlivou a specifickou detekci drog a metabolitů v biologických vzorcích a přispívají k předcházení opakovaných trestných činů.

Cíle a přehled vydání

Toto vydání Shimadzu Journal se zaměřuje na forenzní a toxikologické aplikace. Přináší rozhovor s prof. Marquetem o zavádění vysoce výkonných LC-MS/MS metod ve špičkové nemocniční laboratoři, praktické studie detekce omamných látek (opiáty, amfetaminy, kokain) metodou QuEChERS–UHPLC–MS/MS, pohled na testování konopí a přehled posterů i technických témat.

Použitá metodika a instrumentace

• Vzorky: krev (plná, plazma), moč, potravinové matice, vlasy.
• Příprava vzorku: QuEChERS extrakce (sůl/sorbent), on-line SPE, modifikované off-line extrakce.
• Analýza: UHPLC-MS/MS (Nexera-MP + LCMS-8040/8050), GC-MS/MS, MALDI-TOF MS, MALDI-FTICR MS, headspace GC, AART automatické úpravy retencí.
• Databáze a software: Smart Forensic Database pro GC-MS/MS MRM, Skyline pro kvantitativní proteomiku, ChromSquare pro 2D chromatografii.
• Další přístroje: EDX-7000/8000 (ED-XRF), iMScope TRIO (imaging MS mikroskop), ICPE-9800 (ICP-AES simultánní režim).

Hlavní výsledky a diskuse

• Metoda QuEChERS–UHPLC–MS/MS detekuje 40 drog s LOQ 5 µg/L, bez carry-over, rozliší izomery amphetaminů a opiátů během 5,5 min.
• Prof. Marquet úspěšně nasadil LCMS-8050 a LCMS-8040 k rutinní detekci drog a terapeutických látek, uvádí zrychlení analýzy a úsporu personálu.
• Pro distribuci a standardizaci MRM metod vytvořena Smart Forensic Database s 201 toxikologickými látkami a 1200 tranzicemi.
• 2D chromatografie (Nexera-e, Ultra-e) a software ChromSquare umožňují hlubší separaci složitých vzorků, včetně strukturálních analogů.
• iMScope TRIO kombinuje optickou mikroskopii a imaging MS s rozlišením 5 µm pro detailní prostorovou distribuci molekul.

Přínosy a praktické využití metody

• Vyšší citlivost a selektivita vedou k rychlejšímu odhalování drogových stop při soudních a dopravních kontrolách.
• Automatizace tvorby MRM metod a úpravy retencí zkracují dobu nastavení a minimalizují chybovost.
• Implementace 2D chromatografie a imaging MS rozšiřuje možnosti analýzy komplexních biol. a potravinářských vzorků.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Další rozvoj salivárního a dechového screeningového testování v policejních kontrolách.
• Standardizace metod zajišťující mezinárodní kompatibilitu dat v toxikologii a klinické chemii.
• Růst významu bioinformatických databází a strojového učení pro rychlou identifikaci nových designer drog.
• Personalizované terapie s využitím cílených kvantitativních metod proteomiky (Skyline) a imaging MS pro farmakokinetiku.

Závěr

Progresivní chromatografické a hmotnostně spektrometrické technologie spolu s automatizovanými databázemi zvyšují spolehlivost, rychlost a rozsah forenzních a toxikologických analýz. Díky integraci moderní instrumentace a softwaru se otevírají nové cesty v prevenci a vyšetřování trestné činnosti i ve výzkumu léčiv.

Reference

1. Zaitsu K. et al. Forensic Sci. Int. 188, 131–139 (2009).
2. Shima N. et al. Forensic Toxicol. 31, 101–112 (2013).
3. Miki A. et al. J. Mass Spectrom. 46, 411–416 (2011).
4. Tsuchihashi H. Shimadzu GC/MS Technical Report (2012).
5. Interní materiály Shimadzu Corporation (2014).